(57)【要約】【課題】車椅子が転倒した場合のみならず、車椅子の衝突時にも使用者への衝撃を吸収することのできる車椅子用エアバッグ装置を提供する。【解決手段】傾斜センサ１１によって車椅子１の傾斜を検知した場合、または衝突センサ１２によって車椅子１の衝突を検知した場合にエアバッグ１３を膨張させるようにしたので、車椅子１が転倒した場合のみならず、車椅子１の衝突時にも使用者への衝撃を吸収することができ、転倒事故や衝突事故から車椅子１の使用者Ａを保護するための手段として効果的である。【選択図】図１
2007111084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車椅子の使用者の所定部位を覆うように膨張可能なエアバッグと、エアバッグを膨張させる膨張手段とを備えた車椅子用エアバッグ装置において、
前記車椅子の傾斜を検知する傾斜検知手段と、
車椅子の衝突を検知する衝突検知手段と、
傾斜検知手段によって車椅子の傾斜を検知した場合または衝突検知手段によって車椅子の衝突を検知した場合にエアバッグを膨張させる制御手段とを備えた
ことを特徴とする車椅子用エアバッグ装置。
【請求項２】
前記傾斜検知手段を、車椅子の前後方向の軸を中心とする角速度及び左右方向の軸を中心とする角速度をそれぞれ検出する角速度センサによって構成し、
前記制御手段を、傾斜検知手段によって検出された角速度に基づいて車椅子の傾斜を検知するように構成した
ことを特徴とする請求項１記載の車椅子用エアバッグ装置。
【請求項３】
前記衝突検知手段を、車椅子の前後方向及び左右方向の加速度をそれぞれ検出する加速度センサによって構成し、
前記制御手段を、衝突検知手段によって検出された角速度に基づいて車椅子の衝突を検知するように構成した
ことを特徴とする請求項１または２記載の車椅子用エアバッグ装置。
【請求項４】
前記エアバッグを車椅子の使用者が着用する人体装着具に設けた
ことを特徴とする請求項１、２または３記載の車椅子用エアバッグ装置。
【請求項５】
前記人体装着具を車椅子の所定位置に固定可能に形成した
ことを特徴とする請求項４記載の車椅子用エアバッグ装置。
【請求項６】
前記人体装着具を車椅子の所定位置に固定した状態で人体と着脱可能に形成した
ことを特徴とする請求項５記載の車椅子用エアバッグ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、病人や障害者等によって使用される車椅子において、転倒事故や衝突事故から使用者を保護するための車椅子用エアバッグ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、歩行の不自由な人が使用する車椅子としては、使用者または補助者の人力によって走行するものや、使用者の運転操作によって自走可能な電動のものなどが知られている。即ち、歩行の不自由な人であっても、車椅子の使用により、車椅子の走行可能な範囲であれば自由に移動することができる。
【０００３】
また、車椅子が転倒した場合に衝撃を吸収するための装置として、車椅子の使用者の所定部位を覆うように膨張可能なエアバッグと、車椅子の傾斜を検知する傾斜センサとを備え、車椅子の転倒による傾斜を検知すると、エアバッグを膨張させて車椅子の使用者に対する転倒時の衝撃を吸収するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−１７７９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年の電動車椅子の普及により、車椅子使用者の行動範囲が広がりつつあるが、電動車椅子は介助者をつけずに単独で走行可能であるとともに、時速６ｋｍ程度の速度で走行することができるため、不慮の転倒事故のみならず、衝突事故を起こすおそれもある。例えば、屋外の道路を走行する場合に側溝に脱輪するなど、車椅子が転倒した場合には前記エアバッグ装置により衝撃を吸収することができるが、電柱、外壁等の障害物に衝突した場合など、傾斜が検知されない衝突事故ではエアバッグ装置が作動しないため、車椅子の使用者の保護が十分でないという課題が残されていた。
【０００５】
本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、車椅子が転倒した場合のみならず、車椅子の衝突時にも使用者への衝撃を吸収することのできる車椅子用エアバッグ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は前記目的を達成するために、車椅子の使用者の所定部位を覆うように膨張可能なエアバッグと、エアバッグを膨張させる膨張手段とを備えた車椅子用エアバッグ装置において、前記車椅子の傾斜を検知する傾斜検知手段と、車椅子の衝突を検知する衝突検知手段と、傾斜検知手段によって車椅子の傾斜を検知した場合または衝突検知手段によって車椅子の衝突を検知した場合にエアバッグを膨張させる制御手段とを備えている。
【０００７】
これにより、傾斜検知手段によって車椅子の傾斜が検知された場合、または衝突検知手段によって車椅子の衝突が検知された場合にエアバッグが膨張することから、車椅子が転倒した場合のみならず、車椅子の衝突時にも使用者への衝撃がエアバッグによって吸収される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の車椅子用エアバッグ装置によれば、車椅子が転倒した場合のみならず、車椅子の衝突時にも使用者への衝撃を吸収することができるので、転倒事故や衝突事故から車椅子の使用者を保護するための手段として効果的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１乃至図９は本発明の一実施形態を示すもので、図１は本発明のエアバッグ装置を備えた電動車椅子の側面図、図２は制御系を示すブロック図、図３は車椅子における角速度の方向を示す概略側面図、図４は制御部の動作を示すフローチャート、図５は人体用装着具の着用状態を示す正面図、図６はエアバッグ膨張時の平面図、図７は人体用装着具の正面図、図８はその背面図、図９はその側面図である。
【００１０】
同図に示す車椅子１はモータによって自走可能な周知の電動車椅子であり、使用者Ａが着座する座部２及び背もたれ部３を備えている。車椅子１は左右一対の前輪４及び後輪５を有し、各後輪５はモータ、バッテリ等からなる駆動ユニット６によって駆動されるようになっている。各前輪４はハンドル７によって左右に操舵可能になっており、ハンドル７の近傍には発進、停止及び速度調整用のアクセルレバー（図示せず）が設けられている。
【００１１】
前記車椅子１に備わるエアバッグ装置１０は、車椅子１の傾斜を検知する傾斜センサ１１と、車椅子１の衝突を検知する衝突センサ１２と、使用者Ａの頭部及び首部を覆うように膨張可能なエアバッグ１３と、傾斜センサ１１または衝突センサ１２の検出信号に基づいてエアバッグ１３を膨張させる制御部１４とを備え、エアバッグ１３は使用者Ａが着用する人体装着具２０に設けられている。
【００１２】
傾斜センサ１１は、例えば周知の２軸角速度センサからなり、車椅子１の前後及び左右のほぼ中央に設けられている。２軸角速度センサとしては、例えば一つのセンサで二方向の角速度を検出可能なジャイロセンサや圧電型センサを用いることができる。即ち、傾斜センサ１１は、図３に示すように車椅子１の前後方向の軸（Ｘ軸）を中心とする角速度及び左右方向の軸（Ｙ軸）を中心とする角速度をそれぞれ検出するようになっている。
【００１３】
衝突センサ１２は、例えば周知の２軸高加速度センサからなり、車椅子１の前部に設けられている。即ち、衝突センサ１２は、車椅子１の前後方向及び左右方向に生ずる加速度をそれぞれ検出するようになっている。
【００１４】
エアバッグ１３は、人体装着具２０に充気装置１３ａと共に収縮状態で収納されており、充気装置１３ａによって空気が充填されると、人体の頭部の周囲を覆う部分１３ｂが環状に膨出するとともに、人体の首部後方を覆う部分１３ｃが上下方向に延びるように膨出する。
【００１５】
制御部１４はマイクロコンピュータによって構成され、傾斜センサ１１、衝突センサ１２及び充気装置１３ａに接続されている。制御部１４は、傾斜センサ１１の検出信号に基づいて車椅子１の傾斜を検知した場合、または衝突センサ１２の検出信号に基づいて車椅子１の衝突を検知した場合に、充気装置１３ａによってエアバッグ１３を膨張させるようになっている。また、制御部１４は車椅子１側または人体装着具２０側に配置されており、図示しないリード線等によって各センサ１１，１２及び充気装置１３ａに電気的に接続されている。
【００１６】
人体装着具２０は、車椅子１の背もたれ部３の背面側に配置される第１の背面フラップ部２１と、背もたれ部３の前面側に配置される第２の背面フラップ部２２と、人体の両肩から胸部に亘って延びる前面フラップ部２３と、人体の両肩から前面に亘って延びる左右一対の第１のベルト２４と、人体の胴周りに延びる第２のベルト２５と、第２のベルト２５から車椅子１の座部２の下方に延びる第３のベルト２６とから構成され、ナイロン等の化学繊維からなる生地を縫製することによって形成されている。
【００１７】
第１の背面フラップ部２１は背もたれ部３の背面とほぼ同等の大きさに形成され、その上端側は前面フラップ部２３の一端側と連続するように一体に形成されている。背面フラップ部２１の下端側には背もたれ部３の下方から前方に折り返し可能な左右一対の第１の固定ベルト２１ａが設けられ、各第１の固定ベルト２１ａの先端側には第２の背面フラップ部２２に着脱自在なファスナ２１ｂが設けられている。背面フラップ部２１の幅方向両端には車椅子１の背もたれ部３に固定される左右一対の第２の固定ベルト２１ｃが上下二箇所に設けられ、各第２の固定ベルト２１ｃは互いに着脱自在なファスナ２１ｄ，２１ｅによって連結されるようになっている。また、背面フラップ部２１の背面には、任意の物品を収納可能な収納バッグ２１ｆが設けられている。
【００１８】
第２の背面フラップ部２２は背もたれ部３の前面とほぼ同等の大きさに形成され、その上端側は第１の背面フラップ部２１の上端側に連結されている。即ち、第２の背面フラップ部２２の下端側に第１の背面フラップ部２１の各第１の固定ベルト２１ａをファスナ２１ｂによって固定するとともに、第１の背面フラップ部２１の各第２の固定ベルト２１ｃを背もたれ部３の前面側で連結することにより、各背面フラップ部２１，２２が背もたれ部３に固定されるようになっている。
【００１９】
前面フラップ部２３は人体の頭部を挿通可能な孔２３ａを有し、その一端側は第１の背面フラップ部２１の上端側と連続するように一体に形成されている。前面フラップ部２３はエアバッグ１３を収納する収納カバー２３ｂによって覆われており、収納カバー２３ｂ内には折り畳まれたエアバッグ１３と充気装置１３ａが収納されている。即ち、エアバッグ１３が膨張すると、収納カバー２３ｂが開封されて図中一点鎖線で示すようにエアバッグ１３が前面フラップ部２３から膨出するようになっている。
【００２０】
各第１のベルト２４は、一端を前面フラップ部２３の他端に連結されるとともに、その他端を第２のベルト２５に連結され、それぞれ着脱用バックル２４ａ，２４ｂによって上下に分離可能になっている。
【００２１】
第２のベルト２５は両端を第１の背面フラップ部２１の下端に連結され、着脱用バックル２５ａ，２５ｂによって左右に分離可能になっている。
【００２２】
第３のベルト２６は両端を第２のベルト２５の幅方向両側に連結され、着脱用バックル２６ａ，２６ｂによって左右に分離可能になっている。
【００２３】
以上の構成においては、人体装着具２０の第１及び第２の背面フラップ部２２を第１及び第２の固定ベルト２１ａ，２１ｃによって車椅子１の背もたれ部３に固定するとともに、第３のベルト２６を車椅子１の座部２の下方に通してバックル２６ａ，２６ｂを連結することにより、人体装着具２０が車椅子１に固定される。
【００２４】
次に、使用者Ａが車椅子１に座り、前面フラップ部２３の孔２３ａに頭部を挿通するとともに、各第１のベルト２４のバックル２４ａ，２４ｂをそれぞれ胸部前方で連結し、更に第２のベルト２５のバックル２５ａ，２５ｂを腰部前方で連結することにより、人体装着具２０が使用者Ａに装着される。
【００２５】
ここで、例えば屋外を走行中の車椅子１が脱輪等によって傾斜した場合、または車椅子１が障害物と衝突した場合には、エアバッグ１３の充気装置１３ａが作動し、エアバッグ１３が瞬時に膨張する。これにより、エアバッグ１３が使用者Ａの頭部の周囲と首部の後方に膨出し、転倒時または衝突時の使用者Ａへの衝撃がエアバッグ１３によって吸収される。
【００２６】
即ち、制御部１４は、図４のフローチャートに示すように、図示しないメインスイッチがオンにされると（Ｓ１）、各角速度Ωx ，Ωy の検出を開始する（Ｓ２）。次に、左右方向の傾斜に対する角速度Ωx （Ｘ軸回りの角速度）の絶対値が所定の基準速度Ｖx よりも大きくなった場合（Ｓ３）、または前後方向の傾斜に対する角速度Ωy （Ｙ軸回りの角速度）の絶対値が所定の基準速度Ｖy よりも大きくなった場合は（Ｓ４）、タイマの計時を開始する。ここで、所定時間ｔが経過する前に（Ｓ５）、角速度Ωx の絶対値が基準速度Ｖx 以下になった場合（Ｓ６）、または角速度Ωy の絶対値が基準速度Ｖy 以下になった場合には（Ｓ７）、ステップＳ３に戻る。また、前記ステップＳ６において角速度Ωx の絶対値が基準速度Ｖx 以下になる前、または前記ステップＳ７において角速度Ωy の絶対値が基準速度Ｖy 以下になる前に、前記ステップＳ５において時間ｔが経過したならば、各角速度Ωx ，Ωy の値をそれぞれ積分し（Ｓ８）、一方の角速度Ωx の積分値（左右方向の傾斜角度）の絶対値が所定の基準値θx 以上の場合（Ｓ９）、または他方の角速度Ωy の積分値（前後方向の傾斜角度）の絶対値が所定の基準値θy 以上の場合には（Ｓ１０）、充気装置３０を作動してエアバッグ１３を膨張させる（Ｓ１１）。また、ステップＳ９，１０において各角速度Ωx ，Ωy の積分値の絶対値が何れもその基準値θx ，θy 以上でない場合には、ステップＳ３に戻る。
【００２７】
一方、前記ステップＳ３，Ｓ４において各角速度Ωx ，Ωy の何れも基準値Ｖx ，Ｖy 以下の場合に、前後方向の加速度Ｇx の絶対値が所定の基準速度Ｈx よりも大きくなった場合（Ｓ１２）、または左右方向の加速度Ｇy の絶対値が所定の基準速度Ｈy よりも大きくなった場合には（Ｓ１２）、充気装置３０を作動してエアバッグ１３を膨張させる（Ｓ１１）。
【００２８】
このように、本実施形態によれば、傾斜センサ１１によって車椅子１の傾斜を検知した場合、または衝突センサ１２によって車椅子１の衝突を検知した場合にエアバッグ１３を膨張させるようにしたので、車椅子１が転倒した場合のみならず、車椅子１の衝突時にも使用者への衝撃を吸収することができ、転倒事故や衝突事故から車椅子１の使用者Ａを保護するための手段として効果的である。
【００２９】
この場合、傾斜センサ１１を、車椅子１の前後方向の軸を中心とする角速度及び左右方向の軸を中心とする角速度をそれぞれ検出する角速度センサによって構成し、傾斜センサ１１によって検出された角速度に基づいて車椅子１の傾斜を検知するようにしたので、車椅子１の前後方向及び左右方向の両方の傾斜を検知することができ、何れの方向への転倒においてもエアバッグ１３を確実に膨張させることができる。
【００３０】
また、衝突センサ１２を、車椅子１の前後方向及び左右方向の加速度をそれぞれ検出する加速度センサによって構成し、衝突センサ１２によって検出された角速度に基づいて車椅子１の衝突を検知するようにしたので、車椅子１の前後方向及び左右方向の両方の衝突を検知することができ、何れの方向の衝突においてもエアバッグ１３を確実に膨張させることができる。
【００３１】
更に、エアバッグ１３を使用者Ａの頭部の周囲と首部の後方に膨出させるようにしたので、車椅子１が衝突する物体と使用者Ａとの間は勿論のこと、車椅子１が横転した際の路面との間にも第２のエアバッグ１３を介在させることができ、使用者Ａへの衝撃を効果的に吸収することができる。
【００３２】
この場合、エアバッグ１３を使用者Ａの着用する人体装着具２０に設けたので、エアバッグ１３を常に使用者Ａに対する所定の位置に膨出させることができ、エアバッグ１３による衝撃吸収効果を十分に発揮することができる。
【００３３】
また、人体装着具２０を車椅子１の背もたれ部３及び座部２に固定可能に形成したので、人体装着具２０によって使用者Ａを車椅子１に確実に保持することができ、通常の使用時における使用者Ａの位置ずれも防止することができる。
【００３４】
更に、各第１のベルト２４のバックル２４ａ，２４ｂ及び第２のベルト２５のバックル２５ａ，２５ｂをそれぞれ着脱することにより、人体装着具２０を車椅子１に固定した状態で人体と着脱可能に形成したので、人体装着具２０を車椅子１に装着したまま使用者Ａが車椅子１に乗り降りすることができ、人体装着具２０の着脱作業を極めて容易に行うことができる。
【００３５】
尚、前記実施形態では、電動の車椅子１に本発明のエアバッグ装置を適用したものを示したが、人力で走行する車椅子であってもよい。また、前記実施形態では、角速度センサからなる傾斜センサ１１によって車椅子１の傾斜角度を検知するようにしたものを示したが、例えば周知の３軸加速度センサと２軸角速度センサとを組み合わせて車椅子１の傾斜角度を検知するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態を示す車椅子用エアバッグ装置を備えた電動車椅子の側面図
【図２】制御系を示すブロック図
【図３】車椅子における角速度の方向を示す概略側面図
【図４】制御部の動作を示すフローチャート
【図５】人体用装着具の着用状態を示す正面図
【図６】エアバッグ膨張時の平面図
【図７】人体用装着具の正面図
【図８】人体用装着具の背面図
【図９】人体用装着具の側面図
【符号の説明】
【００３７】
１…車椅子、１０…車椅子用エアバッグ装置、１１…傾斜センサ、１２…衝突センサ、１３…エアバッグ、１４…制御部、２０…人体装着具、Ａ…使用者。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007111084.tif 000009
【図８】
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【図９】
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